测定渗碳淬火层有效深度的探讨

一、前言机械零件渗碳后其渗碳层深度的测定长期以来按传统的方法,即金相法进行测定,实际上它是一种半定量法。而对于材料的化学成份偏差以及热处理制度不稳定等造成的热处理质量波动(硬度分布、硬化层深度不同)。用金相法测渗层深度就不能真实反映渗碳件的质量情况。我厂从西德引进的许多零部件的国产化工作中,按西德标准和国际标准ISO2639均要求对渗碳件采用有效硬化层深度作为测量依据。但是至今在国内仍未推行,没有现成的经验可学。因此从1986年开始我们进行大胆的偿试和试验,为此特作一简单介绍。二、渗碳淬火层有效深度的定义在淬火状态时,渗碳淬火层有效深度等     

渗碳齿轮有效硬化层的碳浓度研究

利用端淬试验得到了几种典型齿轮用钢的渗碳层淬透性曲线及参考含碳量曲线，并讨论了钢材成分、工件尺寸及淬火烈度对参考含碳量的影响，为渗碳齿轮有效硬化层的碳浓度设计提供了一定的依据     

渗碳层深度和有效硬化层深度的控制

渗碳层深度和有效硬化层深度均为衡量渗碳质量的技术指标，在生产上必须严格控制。按有关标准，渗碳层深度测定因钢种而异，对合金钢为过共折 共析 过渡层的深度，对碳钢为过共析 共析 过渡层的深度。有效硬化层深度的测定与钢种无关．为惨碳淬火后硬度达550HV的深度。两者在概念和评定方法上有着一定的差异，渗碳层深度采用金相法；有效硬化层深度则采用硬度法。大量研究及试验业已证明，当渗碳层碳浓度分布一定时，渗碳层深度亦为一定，它不受渗碳后热处理条件的影响，有效硬化层深度则不同，渗碳后热处理工艺参数、钢种等多种因素对其产…     

渗碳齿轮硬化层深设计理论与试验对比研究

对基于最大剪切应力为判据的渗碳齿轮硬化层深度设计方法进行了试验验证。结果表明,按照理论硬化层深度进行渗碳热处理得到的硬度分布,在过渡区之后硬度偏低;为了避免齿轮出现深层剥落,可以在理论硬化层深度值上增加一定的层深。     

20CrMnMo钢渗碳齿轮有效硬化深度的控制

对20CrMnMo钢齿轮(模数4)进行渗碳直接淬火和一次淬火工艺试验,结果表明,齿轮节圆处的有效硬化深度与其相对应的组织和碳浓度有对应关系;淬火方式对实际有效硬化深度无明显影响;可以采用金相法间接地控制渗碳淬火质量。     

齿轮激光淬火"当量硬化层深度"的计算方法

基于齿轮疲劳强度和耐磨性要求，激光淬火相当于常规淬火的“当量硬化层深度”远远超过激光淬火实际有效硬化层深度，由此提出激光淬火当量硬化层深的概念及其经验计算公式。     

金相法测定钢渗碳层的有效硬化层深度

通过对渗碳钢20CrMnMo试样渗碳后,用金相法检测退火状态的渗碳层与根据国家新标准用显微硬度计测定渗碳有效硬化层深度进行对比.根据测定的结果,用金相法以退火后的平衡组织,在显微镜下测定共析以上的渗层深与用显微硬度计测定的淬火状态的渗碳有效硬化层深基本上是一致的,从而推断可用金相法以退火状态的平衡组织在显微镜下测定共析以上的组织深度等效为渗碳后淬火状态的有效硬化层深度,从而以利用炉前现有设备金相显微镜来进行渗碳有效硬化层的测定.     

金相法测量渗碳(碳氮共渗)齿轮的有效硬化层深度

汽车、拖拉机齿轮大多采用渗碳或碳氮共渗淬火的表面热处理 ,以提高齿轮的耐磨、抗疲劳强度等性能。国内汽车、拖拉机齿轮制造行业对此类齿轮的检验 ,过去一直采用金相法测量渗层深度。随着与国际标准的接轨 ,我国新制订的国家标准ＺＢＴ0 40 0 1-88及ＱＣｎ2 90 18-91中明确规定应采用显微硬度法测量渗层的有效硬化层深度。勿用置疑有效硬化层深度更能代表齿轮渗碳 (碳氮共渗 )淬火处理后的综合机械性能 ,但国内大多数齿轮生产厂家由于老标准应用的时间较长 ,已形成了习惯 ,对新的标准还不完全适应 ;另有少数工厂不具备检测有效硬化层深度…     

渗碳淬硬层残余应力的分布特征

以17Cr2N i2Mo钢齿轮和20CrMnMo钢代表性试样为对象,测试了深层渗碳淬硬层的残余应力。对多种渗碳淬硬层残余应力的分布特征和对疲劳性能影响进行了比较研究。通过硬化层残余应力测试,掌握硬化层残余应力分布特征,可为较合理地确定重载大模数齿轮的有效硬化层深度提供技术支撑。     

深层渗碳重载齿轮失效分析

某轧钢机上的齿轴,使用仅一年就产生了严重的剥落和断齿。经分析,齿轮失效的主要原因是渗碳层碳量低、有效硬化层过浅、表层内氧化严重以及表层硬度低,从而使齿轴的强度和接触疲劳寿命下降,其次原始组织中枝晶偏析严重和齿轴工作时润滑条件差也是造成齿轴失效的原因之一。     

渗碳淬火有效硬化层深度测试方法

随着机械产品技术水平的发展和国际间交往的增多,中外合资、合作生产、来料加工、引进成套技术等,都需要有统一的热处理质量检验标准。最近,机械工业部制订了国内第一批热处理工艺标准,这些标准从设备、工艺、操作、原材料及生产管理等各个方面提出了一系列的要求与规定,为我国热处理水平的提高前进了一大步。     

渗氮齿轮硬化层设计及接触疲劳性能研究

采用滚子接触疲劳试验方法,测定了离子渗氮层在不同失效概率下的振幅A(τyz/HV)m ax值,以此作为齿轮渗氮层强度设计依据。通过对试验齿轮的接触应力有限元分析,得出正交切应力τyz沿深度方向上的分布,依照接触疲劳强度判据,设计出了齿轮渗氮层的硬度分布曲线,运用适当的离子渗氮工艺,实现预期设计的硬度,最后通过齿轮接触疲劳台架试验,验证所设计的渗氮硬化层是可靠的。     

渗碳齿轮硬化层深度设计方法

基于接触强度计算方法,计算出了齿轮沿齿面深度方向的剪切应力分布,通过剪切应力与剪切强度的关系,得到了渗碳齿轮最低要求的硬度分布曲线,在此基础上,设计出了齿轮硬化层硬度分布,得到有效硬化层深度。     

渗碳齿轮的感应加热淬火

渗碳件通常都是进行整体淬火回火。某产品的齿轮渗碳后整体淬火因畸变大而达不到要求。该齿轮渗碳后采用感应加热淬火,测定其硬化层的组织、硬度分布,并与经整体淬火的齿轮作比较。结果表明,经感应加热淬火的齿轮畸变小,可得到仿形的硬化层,硬化层性能与整体淬火后的相当。对于轻载荷零件,渗碳后感应淬火是可行的。     

原始带状组织对感应淬火硬化层深度检测的影响

汽车传动用花健轴类零件因其原材料中存在带状组织,导致感应淬火后有效硬化层与基体的界限不清晰,难以用硬度法精确测定其有效硬化层深度。实践证明,以硬化层与基体之间过渡区的硬度中值作为有效硬化层与基体的界限,能准确检测出轴类零件感应淬火后的有效硬化层深度。     

齿轮激光淬火硬化层数值模拟

建立了采用轴向扫描工艺对渐开线齿轮进行激光淬火时的三维温度场数值模型,采用ANSYS软件模拟激光束扫描过程中齿面及轮齿横截面的温度分布。结果表明,激光淬硬层深度模拟结果与试验结果相吻合,可以通过该温度场模型对各种模数和齿数的齿轮激光淬火过程进行模拟,快速得到与实际相近的硬化层深度分布曲线。建立该数值模型的一些思路和方法也适用于各种曲面类零件激光淬火的数值模拟。     

合理制订渗碳淬火工艺的计算方法

零件通过渗碳淬火工艺获得的有效硬化层深度,受到许多因素的影响。本文阐述和计算零件的材料成分、奥氏体晶粒度、零件质量效果、淬火冷却烈度、各合金元素的淬透性特性值、碳热、淬火加热温度等的影响,并根据计算值同实验值的比较进行适当的修正,制定出合理的渗碳淬火工艺。